隨著電子技術(shù)和EDA技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模可編程邏輯器件PLD(Programmable Logic Device)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(Field Programmable Gates Array)完全可以取代大規(guī)模集成電路芯片,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)可編程接口芯片的功能,并可將若干接口電路的功能集成到一片PLD或FPGA中.基于大規(guī)模PLD或FPGA的計(jì)算機(jī)接口電路不僅具有集成度高、體積小和功耗低等優(yōu)點(diǎn),而且還具有獨(dú)特的用戶(hù)可編程能力,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能重構(gòu).該課題以Altera公司FPGA(FLEX10K)系列產(chǎn)品為載體,在MAX+PLUSⅡ開(kāi)發(fā)環(huán)境下采用VHDL語(yǔ)言,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)可編程并行接芯片8255的功能.設(shè)計(jì)采用VHDL的結(jié)構(gòu)描述風(fēng)格,依據(jù)芯片功能將系統(tǒng)劃分為內(nèi)核和外圍邏輯兩大模塊,其中內(nèi)核模塊又分為RORT A、RORT B、OROT C和Control模塊,每個(gè)底層模塊采用RTL(Registers Transfer Language)級(jí)描述,整體生成采用MAX+PLUSⅡ的圖形輸入法.通過(guò)波形仿真、下載芯片的測(cè)試,完成了計(jì)算機(jī)可編程并行接芯片8255的功能.
標(biāo)簽： FPGA 計(jì)算機(jī) 可編程 外圍接口
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD和FPGA是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的兩類(lèi)可編程專(zhuān)用集成電路(ASIC),電子設(shè)計(jì)工程師用它可以在辦公室或?qū)嶒?yàn)室里設(shè)計(jì)出所需的專(zhuān)用集成電路,從而大大縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間,降低了開(kāi)發(fā)成本.此外,可編程邏輯器件還具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的特性,使得硬件的功能可以象軟件一樣通過(guò)編程來(lái)修改,這樣就極大地提高了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和通用性.該設(shè)計(jì)完成了在一片可編程邏輯器件上開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù),將單片機(jī)與單片機(jī)外圍電路集成化,能夠輸入指令、執(zhí)行指令、輸出結(jié)果,具有在電子系統(tǒng)中應(yīng)用的普遍意義,另外,也可以用于計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)試驗(yàn).該文第一章簡(jiǎn)要介紹了可編程ASIC和EDA技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀、未來(lái)并對(duì)本課題作了簡(jiǎn)要陳述.第二章在芯片設(shè)計(jì)的兩種輸入法即原理圖輸入法和HDL輸入法之間做出比較,決定選用HDL輸入法.第三章描述了具體的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)手段,首先將簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)劃分為運(yùn)算器、CPU控制器、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)接口和顯示接口以及系統(tǒng)控制器,然后再往下分為下層子模塊.輸入法的語(yǔ)言使用的是Verilog HDL,鑒于篇幅所限,源代碼部分不在論文之中.第四章對(duì)設(shè)計(jì)的綜合與實(shí)現(xiàn)做了總結(jié),給出了時(shí)序仿真波形圖.該文針對(duì)FPGA和RISC這兩大課題,對(duì)RISC在FPGA上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了初淺的探索與嘗試.從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)入手,剖析了精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)的原理,通過(guò)該設(shè)計(jì)的實(shí)踐對(duì)ASIC和EDA的設(shè)計(jì)潛力有了更進(jìn)一步的領(lǐng)悟.
標(biāo)簽： FPGA 指令集 計(jì)算機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-05-21
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傳統(tǒng)PLC使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實(shí)現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問(wèn)題依然存在。為了更好地解決這些問(wèn)題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)，用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線路”來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢(shì)。 本課題在對(duì)國(guó)內(nèi)外可編程控制器，重點(diǎn)是HardPLC的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開(kāi)展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對(duì)比分析了CPLD和FPGA的性能特點(diǎn)，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個(gè)創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時(shí)的一些通用模塊，對(duì)每個(gè)模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語(yǔ)言建立了每個(gè)模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實(shí)際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實(shí)際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對(duì)于開(kāi)發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫(kù)具有一定的理論意義；對(duì)特定系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫(kù)，在許多應(yīng)用場(chǎng)合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價(jià)格、簡(jiǎn)單易操作的解決方案，這將帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對(duì)FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實(shí)踐生產(chǎn)中具有重要的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-05-30
上傳用戶(hù)：dtvboyy
遙測(cè)系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收天線、接收機(jī)組成.就遙測(cè)發(fā)射系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)的模擬調(diào)制已經(jīng)很成熟,模擬發(fā)射機(jī)是利用調(diào)制信號(hào)的變化來(lái)控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容容值的變化,從而改變壓控振蕩器的震蕩頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻;模擬調(diào)制碼速率、調(diào)制頻偏都受變?nèi)荻O管特性的限制,模擬調(diào)制功能單一、調(diào)制方式不可重組、單個(gè)系統(tǒng)調(diào)制頻率不可改變,無(wú)法滿(mǎn)足頻率多變的需求;隨著高速器件和軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)具有調(diào)制中心頻率可調(diào)、頻偏可編程、調(diào)制方式可重組、調(diào)制碼速率高、可實(shí)現(xiàn)較高的頻響、可以與編碼器合并擴(kuò)展功能很強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成為今后發(fā)射機(jī)的發(fā)展主流.本論文討論了如何利用現(xiàn)場(chǎng)可編程器件FPGA結(jié)合Max+plusⅡ及VHDL語(yǔ)言,在遙測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了DDS+PLL+SSB模式的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī).數(shù)字發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)主要包括方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件電路實(shí)現(xiàn)及VHDL設(shè)計(jì)四個(gè)部分.論文中首先分析了目前遙測(cè)系統(tǒng)中使用的模擬調(diào)制發(fā)射機(jī)的不足及數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)的優(yōu)點(diǎn),確定了發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)方案;第二章介紹了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具及數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法;第三章詳細(xì)討論了組成發(fā)射機(jī)的各個(gè)部分的原理設(shè)計(jì);第四章著重討論了各個(gè)部分的硬件電路實(shí)現(xiàn)、VHDL實(shí)現(xiàn)部分及設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)果;最后總結(jié)了設(shè)計(jì)中需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題.
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字調(diào)頻 發(fā)射機(jī) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：程嬰sky
隨著無(wú)線通信的應(yīng)用日益廣泛，無(wú)線通信系統(tǒng)的種類(lèi)也越來(lái)越繁雜，但是由于不同通信系統(tǒng)的工作頻段、調(diào)制方式、通信協(xié)議等原理結(jié)構(gòu)上存在差異而極大限制了不同系統(tǒng)之間的互通。軟件無(wú)線電擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，成為解決不同通信體制之間互操作問(wèn)題和開(kāi)展多種通信業(yè)務(wù)的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值，被喻為無(wú)線電通信領(lǐng)域一次新的技術(shù)革命。 本文首先回顧了軟件無(wú)線電的提出和發(fā)展現(xiàn)狀，然后論述了軟件無(wú)線電的基本理論和數(shù)學(xué)模型。在此理論和模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了軟件無(wú)線電接收機(jī)的硬件平臺(tái)。該平臺(tái)包括射頻部分、中頻處理部分和基帶處理部分。射頻部分由天線和無(wú)線接收機(jī)組成；中頻部分先將接收機(jī)輸出的模擬信號(hào)數(shù)字化，然后再通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)下變頻；基帶部分主要由DSP和嵌入式系統(tǒng)組成，完成解調(diào)、同步等處理并可以進(jìn)行一些其他的應(yīng)用。其中的嵌入式系統(tǒng)的主處理器是基于ARM7-TDMI內(nèi)核的LPC2200芯片，為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式時(shí)實(shí)內(nèi)核。 軟件無(wú)線電接收機(jī)是一個(gè)很龐大的體系，其中的數(shù)字下變頻器DDC是一個(gè)非常關(guān)鍵的組成部分，在這部分中可方便的對(duì)接收頻段、濾波器特性等進(jìn)行編程控制，極大的提高了通信設(shè)備的性能和靈活性，因此本文的重點(diǎn)在于數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)下變頻的方法有很多種，由于FPGA在速度和靈活性上的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，因此主要采用了居于領(lǐng)導(dǎo)地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻的功能。
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)線接收機(jī) 下變頻
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：mfhe2005
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強(qiáng)大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長(zhǎng)，近來(lái)推出的FPGA都針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì)，集成了存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過(guò)使用各個(gè)公司提供的FPGA開(kāi)發(fā)軟件使用硬件描述語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類(lèi)，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，對(duì)于算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類(lèi)處理過(guò)程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn)，DSP則用來(lái)處理經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì)，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿(mǎn)足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時(shí)間： 2013-07-22
上傳用戶(hù)：Divine
DFT(離散傅立葉變換)作為將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的基本運(yùn)算,在各種數(shù)字信號(hào)處理中起著核心作用
標(biāo)簽： FPGA FFT 擴(kuò)展 處理器
上傳時(shí)間： 2013-08-04
上傳用戶(hù)：wangdean1101
ASIC對(duì)產(chǎn)品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對(duì)較低,運(yùn)算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢(shì)和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統(tǒng)硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的出現(xiàn),使建立在可再配置硬件基礎(chǔ)上的進(jìn)化硬件(EHW)成為智能硬件電路設(shè)計(jì)的一種新方法.作為進(jìn)化算法和可編程器件技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,可重構(gòu)FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實(shí)現(xiàn)方法.論文認(rèn)為面向分類(lèi)的專(zhuān)用類(lèi)可重構(gòu)FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構(gòu)電路粒度劃分的針對(duì)性更強(qiáng)、設(shè)計(jì)更易實(shí)現(xiàn).論文研究的可重構(gòu)FPGA的BCH通訊糾錯(cuò)碼進(jìn)化電路是一類(lèi)ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實(shí)用價(jià)值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設(shè)計(jì)——求取實(shí)驗(yàn)用BCH碼的生成多項(xiàng)式和校驗(yàn)多項(xiàng)式及其相應(yīng)的矩陣并構(gòu)造實(shí)驗(yàn)用BCH碼;(2)建立基于可重構(gòu)FPGA的基核——構(gòu)造具有可重構(gòu)特性的硬件功能單元,以此作為可重構(gòu)BCH碼電路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);(3)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)BCH糾錯(cuò)碼電路的方法——建立可重構(gòu)糾錯(cuò)碼硬件電路算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(4)在可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路基礎(chǔ)上,構(gòu)造進(jìn)化硬件控制功能塊的結(jié)構(gòu),完成各進(jìn)化RLA控制模塊的驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn).課題是將可重構(gòu)BCH碼的編譯碼電路的實(shí)現(xiàn)作為一類(lèi)ASR-FPGA的研究目標(biāo),主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點(diǎn),選擇一種可編程樹(shù)的電路模型,并將它作為可重構(gòu)FPGA電路的基核T;通過(guò)對(duì)循環(huán)BCH糾錯(cuò)碼的構(gòu)造原理和電路結(jié)構(gòu)的研究,將基核模型擴(kuò)展為能滿(mǎn)足糾錯(cuò)碼電路需要的糾錯(cuò)碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對(duì)FPGA進(jìn)行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過(guò)對(duì)T的控制端的不同配置來(lái)實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)碼的各個(gè)功能單元;在可重構(gòu)基核的基礎(chǔ)上提出了糾錯(cuò)碼重構(gòu)電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進(jìn)化硬件描述語(yǔ)言,通過(guò)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的VHDL語(yǔ)言描述以實(shí)現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機(jī)FSM方式實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路的EHW的各個(gè)控制功能塊.在實(shí)驗(yàn)方面,利用Xilinx FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語(yǔ)言和電路圖相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法建立了循環(huán)糾錯(cuò)碼基核單元的可重構(gòu)模型,進(jìn)行循環(huán)糾錯(cuò)BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯(cuò)碼電路,立足于解決基于可重構(gòu)FPGA核的設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題.課題的研究成果及其總結(jié)的一套ASR-FPGA進(jìn)化硬件電路的設(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)際的進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義,提出的基于專(zhuān)用類(lèi)基核FPGA電路結(jié)構(gòu)的研究方法為新型進(jìn)化硬件的器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也可提供一種借鑒.
標(biāo)簽： FPGA 可重構(gòu) 通訊 糾錯(cuò)
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高裝配質(zhì)量和提高裝配效率等方面，起到了積極的作用。本文基于ARM和FPGA嵌入式系統(tǒng)，開(kāi)展了機(jī)械手控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)控制。 嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微妙左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。通過(guò)ARM處理器和FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸山、低成本等特點(diǎn)，滿(mǎn)足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求。 本文分析了ARM和FPGA系統(tǒng)，以及機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求；設(shè)計(jì)硬件模塊、接口電路；闡述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括啟動(dòng)代碼U—BOOT、操作系統(tǒng)μCLinux的移植；并介紹了如何利用便件描述語(yǔ)言VHDL來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手邏輯控制。
標(biāo)簽： FPGA ARM 機(jī)械手 自動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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軟件無(wú)線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的體系結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無(wú)線電通信技術(shù)。它的中心思想是：構(gòu)造一個(gè)開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類(lèi)型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成。 本論文首先介紹了軟件無(wú)線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式，綜述了軟件無(wú)線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無(wú)線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來(lái)芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力，成為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對(duì)象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，因而硬件的調(diào)試和升級(jí)變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號(hào)處理過(guò)程可以用軟件進(jìn)行控制，充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的靈活性。 通過(guò)本論文的研究，初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過(guò)程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性，并對(duì)將來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論，為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無(wú)線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無(wú)線電 調(diào)制解調(diào)
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